CN114248840A - 车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够在弯道行驶时降低目标轨迹与实际的行驶轨迹的偏差并降低转向的振动的车辆的控制装置。控制装置在车辆通过目标轨迹的曲率的拐点前，将第一基准点设定在比目标轨迹上的拐点更靠跟前的位置，基于以通过车辆的当前位置与第一基准点的方式设定的圆弧的曲率设定目标转向角，在车辆通过目标轨迹的曲率的拐点后，在车速、加减速度或转向角中的至少一者利用同一行驶条件进行比较的情况下，以使作为从车辆的当前位置到设定在目标轨迹上的第二基准点的距离的第二距离大于作为从车辆通过拐点前的车辆的当前位置到第一基准点的距离的第一距离的方式设定第二基准点，基于以通过车辆的当前位置与第二基准点的方式设定的圆弧的曲率设定目标转向角。

Description

车辆的控制装置
技术领域
本发明涉及一种车辆的控制装置。
背景技术
近年来，正在推进关于无论驾驶员的驾驶操作如何都使车辆自动地行驶的自动驾驶的技术的实用化。在自动驾驶中，进行使车辆沿着目标轨迹行驶的控制。作为与这样的自动驾驶相关的技术，在例如专利文献1中公开了如下技术：在车辆的目标轨迹上设定相对于车辆的当前位置的基准点，基于具有沿着车辆的行进方向的切线且通过基准点与当前位置的圆弧来控制车辆的转向。
在专利文献1所记载的控制装置中，在本车辆的当前位置从目标轨迹偏离的情况下，设定假设了本车辆从与本车辆接近的目标轨迹上的位置起在目标轨迹上行驶了预定时间的基准点。另外，在专利文献1所记载的控制装置中，在本车辆的当前位置没有从目标轨迹偏离的情况下，通过设定在目标轨迹上的某三点的圆弧的曲率越大则基准点被设定得越近，圆弧的曲率越接近零则基准点被设定得越远。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2017/208786号
发明内容
技术问题
在此，在基于具有沿着车辆的行进方向的切线且通过基准点与当前位置的圆弧来控制车辆的转向的情况下，根据基准点的设定位置而使实际的车辆的行驶轨迹变化。例如若进入弯道时基准点过远，则通过弯道中的行驶轨迹有可能从目标轨迹向弯道的内侧方向偏离。另外，若在从弯道离开而转到直行行驶时基准点过近，则圆弧的曲率有可能相对于目标轨迹变大而产生转向的振动。然而，由于专利文献1所记载的控制装置没有考虑到在进入弯道的期间与从弯道离开的期间可能产生的问题不同，所以有可能不能够消除上述问题。
本发明是鉴于上述问题而做出的，本发明的目的在于，提供一种能够在弯道行驶时降低目标轨迹与实际的行驶轨迹之间的偏差并且降低转向的振动的车辆的控制装置。
技术方案
为了解决上述问题，根据本发明的一个观点，提供一种车辆的控制装置，所述车辆的控制装置具备一个或多个处理器、以及以能够通信的方式与所述一个或多个处理器连接的一个或多个存储器，
所述处理器执行如下处理，所述处理包括在所述车辆通过目标轨迹的曲率的拐点前，将第一基准点设定在比所述目标轨迹上的所述拐点更靠跟前的位置，并且基于以通过所述车辆的当前位置与所述第一基准点的方式设定的圆弧的曲率来设定目标转向角，
在所述车辆通过所述目标轨迹的曲率的拐点后，在车速、加减速度或转向角中的至少一者利用同一行驶条件进行比较的情况下，以使作为从所述车辆的当前位置到设定在所述目标轨迹上的第二基准点的距离的第二距离大于作为从所述车辆通过所述拐点前的所述车辆的当前位置到所述第一基准点的距离的第一距离的方式设定所述第二基准点，并且基于以通过所述车辆的当前位置与所述第二基准点的方式设定的圆弧的曲率来设定目标转向角，
基于所述目标转向角来控制转向角。
技术效果
如上所述，根据本发明，能够在弯道行驶时降低目标轨迹与实际的行驶轨迹之间的偏差并且降低转向的振动。
附图说明
图1是示出搭载了本发明的一个实施方式的车辆的控制装置的车辆的构成例的示意图。
图2是示出该实施方式的车辆的控制装置的构成例的框图。
图3是示出目标转向角的设定方法的概要的说明图。
图4是示出目标轨迹的曲率的拐点的确定方法的说明图。
图5是示出目标轨迹的曲率的变化的说明图。
图6是示出通过目标轨迹的曲率的拐点前的基准点的设定位置的说明图。
图7是示出通过目标轨迹的曲率的拐点后的基准点的设定位置的说明图。
图8是示出用于在目标轨迹的拐点的靠跟前的位置设定基准点的第一单位时间与拐点的曲率之间的关系的说明图。
图9是示出由该实施方式的车辆的控制装置进行的转向控制处理的流程图。
符号说明
1…车辆、11L、11R…车轮、19…驱动轴、21…电动转向系统、41…车辆操作/行为传感器、43…车辆位置传感器、45…导航装置、50…控制装置、51…设定部、53…控制部、55…马达控制部、57…制动控制部、59…转向控制部、61…存储部
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明优选的实施方式进行详细说明。应予说明，在本说明书和附图中，通过对具有实质上同一功能构成的构成要素标注同一符号而省略重复说明。
＜1.车辆的构成例＞
首先，对搭载有本发明的实施方式的车辆的控制装置的车辆的构成的一例进行说明。
图1是示出车辆1的构成例的示意图。车辆1具备车轮11L、11R、动力传递系统17、驱动用马达35、变换器33、电池31、制动系统15、电动转向系统21、车辆操作/行为传感器41、车辆位置传感器43、导航装置45以及控制装置50。变换器33、制动系统15、电动转向系统21、车辆操作/行为传感器41、车辆位置传感器43以及导航装置45分别直接地或者经由CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)和/或LIN(Local Inter Net：局域互联网络)等通信设备与控制装置50连接。
图1所示的车辆1是仅具备驱动用马达35作为驱动源，并且利用从驱动用马达35输出的动力而行驶的电动汽车。车辆1的驾驶模式能够在手动驾驶模式与自动驾驶模式之间切换。手动驾驶模式是根据驾驶员的驾驶操作来控制车辆1的加减速度以及转向角的驾驶模式。自动驾驶模式是无论驾驶员的驾驶操作如何都自动地控制车辆1的加减速度以及转向角的驾驶模式。
应予说明，驾驶模式可以通过驾驶员来切换，也可以通过在手动驾驶模式中介入控制装置50而切换为自动驾驶模式。另外，在自动驾驶模式中由驾驶员进行了制动器操作等特定的操作的情况下，可以从自动驾驶模式切换到手动驾驶模式。
驱动用马达35是输出向车辆1的车轮11L、11R传递的动力的马达。作为驱动用马达35，使用例如三相交流式的马达。驱动用马达35经由变换器33与电池31连接，利用从电池23供给的电力而被驱动，并输出动力。
应予说明，驱动用马达35也可以是在车辆1的减速时被再生驱动而能够利用车轮11L、11R的运动能量来发电的马达。在该情况下，通过驱动用马达35而发电的电力经由变换器33而向电池31充电。
驱动用马达35的输出轴经由动力传递系统17而与连接有车轮11L、11R的驱动轴19连接。因此，从驱动用马达35输出的动力经由动力传递系统17和驱动轴19而被传递到车轮11L、11R。
应予说明，图1所示的车轮11L、11R是通过电动转向系统21而被控制转向角的前轮，从驱动用马达35输出的动力至少被传递到前轮。但是，被传递从驱动用马达35输出的动力的车轮11L、11R也可以是后轮。另外，从驱动用马达35输出的动力也可以经由未图示的传动轴向前轮和后轮两者传递。
变换器33是进行双向的电力转换的电力转换装置。例如，变换器33包括三相桥式电路。变换器33将从电池31供给的直流电转换为交流电而向驱动用马达35供给。另外，变换器33将由驱动用马达35发电的交流电转换为直流电而向电池31供给。变换器33的驱动被控制装置50控制。
电池31是能够将电力充电放电的电池。作为电池31，虽然使用例如锂离子电池、锂离子聚合物电池、镍氢电池、镍镉电池或者铅蓄电池，但是也可以使用除此以外的电池。电池31存储供给到驱动用马达35的电力。
制动系统15通过控制向例如设置在各车轮11L、11R的制动装置13L、13R供给的液压从而控制对各车轮11L、11R施加的制动力。制动系统15包括例如未图示的主缸、助力装置以及液压控制单元。主缸经由助力装置而与制动踏板连接，助力装置辅助驾驶员对制动踏板的踩踏力并将其传递到主缸。
主缸与制动装置13L、13R经由设置在液压控制单元的液压电路而连接。主缸根据制动踏板的操作量而向液压电路供给工作油。液压控制单元具备电磁控制阀以及电动泵，并且控制向各制动装置31L、31R供给的工作油的流量。
设置在各车轮11L、11R的制动装置13L、13R包括例如制动钳，所述制动钳包括制动块和轮缸。制动块分别与制动盘的两面对置而设置一对，该制动盘与车轮11L、11R成为一体而旋转。轮缸是形成在制动钳内的液压室，随着轮缸内的压力的上升而使各制动块向制动盘的两面移动。由此，制动盘被一对制动块夹持，通过摩擦力而对车轮11L、11R施加制动力。
通过控制液压控制单元向各制动装置31L、31R供给的工作油的流量，从而调节各制动装置31L、31R的轮缸内的压力，控制对各车轮11L、11R施加的制动力。制动系统15的驱动被控制装置50控制。
电动转向系统21辅助驾驶员的使用方向盘的转向操作。例如，电动转向系统21包括：旋转传感器，其检测未图示的方向盘的旋转角；以及电动马达，其根据由旋转传感器检测出的方向盘的旋转角来控制车轮11L、11R的转向角。电动转向系统21还可以包括能够输出使方向盘转动的动力的电动马达。电动转向系统21的驱动被控制装置50控制。
应予说明，在自动驾驶模式下，利用电动转向系统21进行车轮11L、11R的转向角的控制。
车辆操作/行为传感器41由检测车辆的操作状态以及行为的至少一个传感器构成。车辆操作/行为传感器41包括例如车速传感器、加速度传感器、角速度传感器中的至少一者，并且检测车速、前后加速度、横向加速度、偏航率等车辆的行为的信息。另外，车辆操作/行为传感器41包括例如油门位置传感器、制动行程传感器、制动压传感器、转向角传感器、发动机转数传感器中的至少一者，并且检测方向盘或转向轮的转向角、油门开度、制动器操作量等车辆的操作状态的信息。车辆操作/行为传感器41向控制装置50发送包括检测出的信息的传感器信号。
车辆位置传感器43检测车辆1的位置，并且向控制装置50输出检测结果。例如，车辆位置传感器43可以是接收来自GPS(Global Positioning System：全球定位系统)卫星的卫星信号的GPS传感器。GPS传感器向导航装置45和控制装置50发送接收到的卫星信号所包含的车辆的地图数据上的位置信息。应予说明，代替GPS传感器，也可以具备接收来自确定车辆的位置的其他卫星系统的卫星信号的传感器。
另外，车辆位置传感器43可以还包括车外拍摄相机和/或LiDAR(Light Detectionand Ranging：光探测和测距、或Laser Imaging Detection and Ranging：激光成像探测和测距)、雷达传感器等能够检测出道路内的本车辆的位置的测定设备。
导航装置45是引导从车辆1的当前位置起到设定的目的地为止的行驶路线的装置。在导航装置45预先存储有地图数据。地图数据包括目标轨迹的数据，所述目标轨迹是成为自动驾驶模式中的车辆1行驶于各道路时的基准的行驶轨迹。目标轨迹的数据可以构成为目标点阵的数据。导航装置45获取从车辆位置传感器43输出的车辆1的当前位置的信息，并且设定从当前位置起到设定的目的地为止的行驶路线。导航装置45向控制装置50输出表示行驶路线和目标轨迹的信息。
另外，导航装置45具有视觉性地显示信息的功能，并且将车辆1的当前位置、行驶路线、目的地的位置、到目的地的距离、预测到达时间等与路线引导相关的各种信息显示在地图数据上。
在车辆1的自动驾驶模式中，控制装置50控制变换器33、制动系统15以及电动转向系统21，执行使车辆1沿着由导航装置45设定的行驶路线而自动行驶的自动驾驶控制。控制装置50至少设定车轮11L、11R的目标转向角，并且基于该目标转向角来控制车轮11L、11R的转向角。
＜2.控制装置＞
接下来，对本实施方式的车辆的控制装置50进行具体地说明。
(2-1.构成例)
控制装置50构成为至少具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)或MPU(Micro Processing Unit：微处理器)等一个或多个处理器、以及以能够通信的方式与该处理器连接来存储各种数据的一个或多个存储器。应予说明，控制装置50的一部分或全部可以由固件等能够更新的部件构成，另外，也可以是通过来自CPU等的指令而被执行的程序模块等。
图2是示出控制装置50的功能构成的一例的框图。控制装置50具备设定部51、控制部53以及存储部61。应予说明，本实施方式的控制装置50所具有的功能可以通过一个控制装置来实现，也可以经由CAN等通信设备而通过彼此能够通信的多个控制装置来实现。
(2-1-1.存储部)
存储部61包括存储被处理器执行的程序和/或运算处理所使用的各种运算参数的ROM(Read Only Memory：只读存储器)、和/或存储处理器获取到的各种检测数据和运算结果等的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等存储器。存储部61可以包括HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)和/或CD(Compact Disc：激光唱片)、DVD(DigitalVersatile Disk：数字通用光盘)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)、USB(UniversalSerial Bus：通用串行总线)闪存、存储装置等存储介质。
(2-1-2.设定部)
设定部51在车辆1的自动驾驶模式中，为了使车辆1沿着从导航装置45获取到的行驶路线上的目标轨迹Ttgt行驶而设定车轮11L、11R的目标转向角θt。在本实施方式中，设定部51基于从车辆位置传感器43输出的车辆1的当前位置(当前位置Pa1和当前位置Pa2：在无需特别区分的情况下统称为当前位置Pa)、以及设定在从导航装置45获取到的目标轨迹Ttgt上的基准点(第一基准点Pt1和第二基准点Pt2：在无需特别区分的情况下统称为基准点Pt)来设定预定的圆弧At，并且基于该圆弧At的曲率c来设定目标转向角θt。设定部51按照根据例如处理器的处理速度而预先设定的预定的运算周期来设定目标转向角θt。
(2-1-3.控制部)
控制部53通过执行存储在存储部61的程序而执行各种运算处理，控制车辆1的各装置的动作。在本实施方式中，控制部53包括马达控制部55、制动控制部57以及转向控制部59。
马达控制部55控制驱动用马达35的动作。具体而言，马达控制部55通过控制变换器33的开关元件的动作来控制从电池31向驱动用马达35的电力的供给以及驱动用马达35的发电电力向电池31的充电。由此，马达控制部55能够控制驱动用马达35所产生的动力的输出以及对电池31的充电。
制动控制部57控制制动系统15的动作。具体而言，制动控制部57通过控制液压控制单元的动作来控制设置在各车轮11L、11R的各制动装置13L、13R的轮缸内的压力。由此，制动控制部57能够控制施加到车辆1的制动力。
转向控制部59控制电动转向系统21的动作。具体而言，转向控制部59能够通过控制电动转向系统21的电动马达的输出来控制车轮11L、11R的转向角θ。虽然转向控制部59构成为至少能够控制车轮11L、11R的转向角θ即可，但是也可以一并地对应于车轮11L、11R的转向角θ而控制方向盘的旋转角度。
如上所述，车辆1的驾驶模式成为能够在手动驾驶模式与自动驾驶模式之间切换。控制部53根据驾驶模式来控制车辆1的加减速度以及转向角。
例如，在手动驾驶模式下，控制部53以使车辆1的加减速度成为与驾驶员的油门操作和制动器操作对应的加减速度的方式控制各装置。具体而言，控制部53以使施加到车辆1的驱动力成为与油门开度对应的驱动力的方式控制驱动用马达35的动作。由此，能够根据驾驶员的油门操作来控制车辆1的加速度。另外，控制部53以使施加到车辆1的制动力成为与制动器操作量对应的制动力的方式控制制动系统15的动作。由此，能够根据驾驶员的制动器操作来控制车辆1的减速度。另外，控制部53在进行了基于驾驶员的方向盘操作时，以使车轮11L、11R的转向角θ成为与方向盘的旋转角对应的转角的方式控制电动马达的动作。由此，能够根据驾驶员的方向盘操作来控制车轮11L、11R的转向角θ。
在自动驾驶模式下，控制部53以使车辆1沿着由导航装置45设定的行驶路线而自动行驶的方式控制各装置。具体而言，控制部53以使车辆1沿着从导航装置45获取到的行驶路线上的目标轨迹Ttgt而自动行驶的方式控制各装置。控制部53以使车轮11L、11R的转向角θ成为由设定部51设定的目标转向角θt的方式控制电动转向系统21的动作。另外，控制部53以例如将车辆1的车速V维持为设定速度的方式控制车辆1的加减速度。控制部53按照与例如设定部51相同的运算周期来设定各装置的控制目标。
应予说明，在车辆1的前方存在前行车辆或者在车辆1的周围存在步行者和/或障碍物等的情况下，控制部55以避免前行车辆和步行者等与车辆1碰撞的方式调整车辆1的行驶轨迹或车速。但是，以下，为了易于理解本发明的技术，对不存在前行车辆和步行者等的情况进行说明。
(2-2.控制装置的动作例)
接下来，作为本实施方式的车辆的控制装置50的动作例，对利用控制装置50控制车轮11L、11R的转向角θ的处理的一例进行说明。
(2-2-1.目标转向角的设定方法的概要)
首先，参照图3，对设定部51设定目标转向角θt时的目标转向角θt的作为基本的设定方法的概要进行说明。图3是示出目标转向角θt的设定处理的基本思路的说明图。
设定部51获取从车辆位置传感器43发送的车辆1的当前位置Pa的信息，并且获取从导航装置45输出的行驶路线上的目标轨迹Ttgt的信息。设定部51按照预定的基准在前方的目标轨迹Ttgt上设定基准点Pt，并且计算出将当前的车辆1的行进方向作为切线且全部通过车辆1的当前位置Pa和基准点Pt的圆弧At。然后，设定部51以成为求出的圆弧At的曲率c的行驶轨迹的方式设定车轮11L、11R的目标转向角θt。
在此，在本实施方式的控制装置50中，设定部51求出目标轨迹Ttgt的曲率c的拐点Pc，并且按照车辆1在通过拐点Pc前与通过拐点Pc后不同的基准来设定基准点Pt。具体而言，设定部51在车辆1通过目标轨迹Ttgt上的拐点Pc前，将第一基准点Pt1设定在比拐点Pc更靠跟前的位置。另外，在利用同一行驶条件进行比较的情况下，设定部51以使作为从车辆1通过拐点Pc后的车辆1的当前位置Pa到第二基准点Pt2为止的距离的第二距离L2大于作为从车辆1通过拐点Pc前的车辆1的当前位置Pa到第一基准点Pt1为止的距离的第一距离L1的方式，分别设定第一基准点Pt1和第二基准点Pt2。同一行驶条件是指车速和/或加减速度、转向角中的至少一者或全部为同一条件的情况。
图4和图5是示出目标轨迹Ttgt的曲率c的拐点Pc的确定方法的例子的说明图。设定部51从构成由导航装置45获取到的目标轨迹Ttgt的目标点阵之中，选择任意的多个目标点。在图4和图5的例子中，选择了五个目标点P1～P5。设定部51针对已选择的五个目标点P1～P5而分别求出二维空间上的坐标(xi，yi)、以及目标轨迹Ttgt的曲率ci。
此时使用的二维空间可以是例如以车辆1的当前位置Pa为原点，以车辆1的行进方向为y轴的二维空间。另外，各目标点P1～P5上的目标轨迹Ttgt的曲率ci可以被包含在从导航装置45获取的目标轨迹Ttgt的数据，也可以基于构成获取到的目标轨迹Ttgt的各目标点的二维空间上的坐标的数据而被设定部51计算出来。其中，曲率ci的计算方法不被特别地限定。
设定部51将目标点P1～P5中的、被求出的曲率c1～c5的值最大的目标点设定为拐点Pc。在图4和图5的例子中，曲率c1～c3遍及目标点P1～P3而增加(即，曲率半径r1～r3减少)，在目标点P3以后，曲率c3～c5减少。因此，设定部51将目标点P3设定为拐点Pc。
此时，设定部51也可以在曲率c的值最大的目标点的曲率c超过预先设定的预定值的情况下，将该目标点设定为拐点Pc。在行驶于平缓的弯道的情况下，被设定的圆弧At的曲率是小的状态，向目标轨迹Ttgt的弯道的内侧方向的偏离度变大的可能性低，并且，转向的振动变大的可能性低。因此，能够限定执行使基准点Pt的设定位置的基准不同的处理的几率，并且能够降低控制装置50的负荷。
选择的目标点的数量不限于五个。选择的目标点的数量越多则越能够更加正确地确定曲率c的拐点Pc。但是，若选择的目标点的数量过多则运算处理所需要的时间变长，因此优选基于这些来设定目标点的数量。
另外，虽然任意地选择各个目标点P1～P5的位置，但是优选等间隔地选择目标点P1～P5的位置。通过等间隔地选择多个目标点P1～P5，从而能够降低求出的拐点Pc的位置从实际的拐点偏离过大的可能性。例如，设定部51在距车辆1的当前位置Pa预定距离的位置选择最靠前的目标点(第一目标点)P1，并且等间隔地选择之后的目标点P2～P5。在车辆1的当前位置Pa不在目标轨迹Ttgt上的情况下，设定部51将距车辆1的当前位置Pa最近的目标轨迹Ttgt上的点作为起点(起点Pb1和起点Pb2：在无需特别区分的情况下统称为起点Pb)，代替当前位置Pa而在距起点Pb的预定距离的位置选择目标点(第一目标点)P1，并且等间隔地选择之后的目标点P2～P5。
在该情况下，虽然从起点Pb到第一目标点P1为止的距离可以任意地选择，但是也可以根据车辆1的当前的车速V来设定。同样地，在等间隔地选择目标点P1～P5的间隔的情况下，各个目标点P1～P5的间隔可以根据车辆1的当前的车速V来设定。具体而言，优选车辆1的当前的车速V越快，从起点Pb到第一目标点P1为止的距离、以及目标点P1～P5的间隔被设定为变得越大。通过与车辆1的车速V成比例地设定从起点Pb到第一目标点P1为止的距离、以及目标点P1～P5的间隔，从而能够设定根据车辆1的可以到达距离而求出拐点Pc的位置的目标轨迹Ttgt的范围，并且能够可靠地执行使在通过拐点Pc前后设定基准点Pt的基准不同的处理。
图6和图7是分别示出通过拐点Pc前的第一基准点Pt1的设定范围以及通过拐点Pc后的第二基准点Pt2的设定范围的说明图。在图6和图7中，第一基准点Pt1和第二基准点Pt2相对于车辆1的当前位置Pa1、Pa2而设定在被任意地设定的范围α内的任意的目标轨迹Ttgt上。虽然范围α可以被设定为例如包括预定数量的目标点的范围，也可以被设定为预定的距离的范围，但是不限于这些例子。在图6和图7所示的例子中，范围α被设为包括三个目标点的范围。
如图6所示，在车辆1通过拐点Pc前，设定用于求出圆弧At的第一基准点Pt1的范围α被设定在拐点Pc的靠跟前的位置。由此，直到车辆1接近拐点Pc为止，能够降低在车辆1的前方超过目标轨迹Ttgt的曲率c成为最大的位置设定第一基准点Pt1的可能性，能够降低车辆1的实际的行驶轨迹向目标轨迹Ttgt的内侧方向偏离的程度。
另外，如图6和图7所示，从车辆1通过拐点Pc后的当前位置Pa2(或起点Pb2)到第二基准点Pt2的设定范围α为止的距离被设为大于从通过拐点Pc前的当前位置Pa1(或起点Pb1)到第一基准点Pt1的设定范围α为止的距离。在本实施方式中，无论车辆1的车速V如何，即使在利用同一行驶条件进行比较的情况下，第一基准点Pt1和第二基准点Pt2也分别被设定为，使从车辆1通过拐点Pc后的当前位置Pa2(或起点Pb2)到第二基准点Pt2为止的距离(第二距离)D2大于从通过拐点Pc前的当前位置Pa1(或起点Pb1)到第一基准点Pt1为止的距离(第一距离)D1。由此，在车辆1通过拐点Pc且目标轨迹Ttgt的曲率c变小的状态下，第二基准点Pt2被设定得更远，求出的圆弧At的曲率变小。因此，在基于按每个运算周期而设定的目标转向角θt来控制车轮11L、11R的转向角θ的情况下，能够降低转向的振动。
(2-2-2.基准点的设定方法的具体例)
接下来，对在利用同一行驶条件进行比较的情况下，以使第二距离D2大于第一距离D1的方式分别设定第一基准点Pt1和第二基准点Pt2的方法的具体例进行说明。
(第一例)
在第一例中，设定部51在假想为在预定的单位时间后到达的目标轨迹Ttgt上的车辆1的位置设定基准点Pt。此时，设定部51将车辆1通过拐点Pc后所使用的第二单位时间T2的值设为大于通过拐点Pc前所使用的第一单位时间T1的值。由此，在利用同一行驶条件进行比较的情况下，以使第二距离D2大于第一距离D1的方式分别设定第一基准点Pt1和第二基准点Pt2。
在假想为在预定的单位时间后到达的目标轨迹Ttgt上的车辆1的位置设定基准点Pt的情况下，车速V越快则从当前位置Pa(或起点Pb)到基准点Pt为止的距离越大，车速V越慢则从当前位置Pa(或起点Pb)到基准点Pt为止的距离越小。此时，车辆1通过拐点Pc前所使用的第一单位时间T1被设定为，使假想为车辆1在当前的车速V的状态下在第一单位时间T1后到达的目标轨迹Ttgt上的位置处于比拐点Pc更靠跟前的位置。其中，第一单位时间T1被设定为比设定部51的运算周期的间隔更长的时间。例如，在设定部51的运算周期的间隔为0.1秒的情况下，第一单位时间T1被设定为0.2～1.0秒。
在车辆1通过拐点Pc前，设定部51可以基于拐点Pc的曲率c来调整第一基准点Pt1的位置。具体而言，在利用同一行驶条件进行比较的情况下，设定部51以拐点Pc的曲率c越大则第一距离D1变得越小，拐点Pc的曲率c越小则第一距离D1变得越大的方式来调整第一基准点Pt1的位置。例如，如图8所示，也可以以拐点Pc的曲率c变得越大则第一单位时间T1变得越短的方式来调整第一单位时间T1。或者，也可以以拐点的曲率c变得越大则系数变得越小的方式设定系数，并且可以在到如上所述地根据车速V而求出的第一基准点Pt1为止的第一距离D1上乘以该系数。由此，在拐点Pc的曲率大的情况下，即，在弯道为陡急的情况下，第一基准点Pt1被设置得更近，能够降低行驶轨迹向目标轨迹Ttgt的弯道的内侧的偏离度。
另外，在第一例中，车辆1通过拐点Pc后所使用的第二单位时间T2被设定为比第一单位时间T1更大的值。由此，在通过拐点Pc后，目标轨迹Ttgt的曲率c变小的状态下，第二基准点Pt2被设置得更远，能够使用于计算目标转向操纵角θt的圆弧At的曲率变小。因此，能够降低转向的振动。
应予说明，设定部51在某个拐点的尽头检测到下一个拐点的存在的情况下，以两个拐点之间的适当的位置为边界而将用于基准点Pt的设定的单位时间从第二单位时间T2切换为第一单位时间T1。例如，设定部51也可以在到达两个拐点之间的中间地点前，使用第二单位时间T2作为通过跟前的拐点后的状态，在到达该中间地点后，使用第一单位时间T1作为通过下一个拐点前的状态。
或者，设定部51在确定了目标轨迹Ttgt的曲率c的拐点Pc的情况下，可以针对通过拐点Pc前以及通过拐点Pc后的特定的区间而执行使基准点Pt的设定位置的基准不同的处理。由此，仅在容易得到降低行驶轨迹向目标轨迹Ttgt的弯道的内侧的偏离、或降低转向的振动的效果的场景下执行使基准点Pt的设定位置的基准不同的处理，能够降低控制装置50的负荷。
(第二例)
在第二例中，设定部51在车辆1通过拐点Pc前或通过后中的至少一者，使用在利用同一行驶条件进行比较的情况下以使第二距离D2大于第一距离D1的方式设定的系数，从而分别设定第一基准点Pt1和第二基准点Pt2。例如，无论通过拐点Pc前还是通过拐点Pc后，设定部51都利用同一单位时间来计算经过该单位时间后的车辆1的到达预定距离。然后，设定部51在该到达预定距离上乘以在利用同一行驶条件进行比较的情况下以使第二距离D2大于第一距离D1的方式设定的系数，从而将第一基准点Pt1或第二基准点Pt2设定在与计算出的到达预定距离相对应的位置。
例如，在仅对通过拐点Pc前的到达预定距离乘以系数的情况下，该系数被设定为小于1的适当的值。另外，在仅对通过拐点Pc后的到达预定距离乘以系数的情况下，该系数被设定为超过1的适当的值。或者，在分别对通过拐点Pc前的到达预定距离和通过拐点Pc后的到达预定距离乘以系数的情况下，通过拐点Pc后所使用的第二系数被设定为比通过拐点Pc前所使用的第一系数更大的值。由此，在利用同一行驶条件进行比较的情况下，以使第二距离D2大于第一距离D1的方式分别设定第一基准点Pt1和第二基准点Pt2，在通过拐点Pc后，目标轨迹Ttgt的曲率c变小的状态下，第二基准点Pt2被设定得更远。因此，能够使计算目标转向角θt所使用的圆弧At的曲率变小，并且能够降低转向的振动。
应予说明，在第二例中，设定部51可以加减预定距离来代替使用预定的系数。例如，设定部51可以从通过拐点Pc前的到达预定距离减去预定距离，也可以在通过拐点Pc前的到达预定距离加上预定距离。或者，也可以分别在通过拐点Pc前以及通过拐点Pc后的到达预定距离加减预定距离。在该情况下，在通过拐点Pc后的到达预定距离进行加减的预定距离(正或负的值)被设定为比在通过拐点Pc前的到达预定距离进行加减的预定距离(正或负的值)大的值。即使通过加减预定距离的方法，也能够在利用同一行驶条件进行比较的情况下，以使第二距离大于第一距离的方式设定基准点Pt。
另外，在第二例中，作为乘以系数前的距离或者加减预定距离前的距离，也可以使用不依赖于车速V的一定的距离来代替单位时间后的到达预定距离。即使在该情况下，也能够在利用同一行驶条件进行比较的情况下，以使第二距离D2大于第一距离D1的方式分别设定第一基准点Pt1和第二基准点Pt2。
另外，在第二例中，设定部51也可以在车辆1通过拐点Pc前，基于拐点Pc的曲率c来调整第一基准点Pt1的位置。另外，设定部51也可以在某个拐点的尽头检测到下一个拐点的存在的情况下，以两个拐点之间的适当的位置为边界而将用于基准点Pt的设定的单位时间从第二单位时间T2切换为第一单位时间T1。此外，设定部51在确定了目标轨迹Ttgt的曲率c的拐点Pc的情况下，可以针对通过拐点Pc前以及通过拐点Pc后的特定的区间而执行使基准点Pt的设定位置的基准不同的处理。
(第三例)
在第三例中，设定部51从车辆1的当前位置Pa(或起点Pb)到作为不依赖于车速的常数的预定距离处的目标轨迹Ttgt上的位置设定基准点Pt。此时，设定部51使在车辆1通过拐点Pc后所使用的第二距离D2的值大于在通过拐点Pc前所使用的第一距离D1的值。由此，能够在不乘以系数或加减距离的情况下，以使第二距离D2大于第一距离D1的方式，分别设定第一基准点Pt1和第二基准点Pt2。
其中，在第三例中，设定部51也可以在车辆1通过拐点Pc前，基于拐点Pc的曲率c来调整第一基准点Pt1的位置。另外，设定部51可以在某个拐点的尽头检测到下一个拐点的存在的情况下，以两个拐点之间的适当的位置为边界而将用于基准点Pt的设定的距离从第二距离D2切换为第一距离D1。此外，在确定了目标轨迹Ttgt的曲率c的拐点Pc的情况下，设定部51可以针对通过拐点Pc前以及通过拐点Pc后的特定的区间执行使基准点Pt的设定位置的基准不同的处理。
(2-3.转向控制处理)
接着，沿着图9的流程图，对车辆1的控制装置50进行的转向控制处理的一例进行说明。
首先，设定部51从车辆位置传感器43和导航装置45获取车辆1的当前位置Pa的数据和目标轨迹Ttgt的数据(步骤S11)。接着，设定部51判断在车辆1的行进方向上是否存在构成目标轨迹Ttgt的目标点阵(步骤S13)。在此，在车辆1被设定为自动驾驶模式且车辆1到达目的地前的状态下，判定是否正在沿着行驶路线自动地驾驶。在不存在目标点阵的情况下(S13/否)，设定部51使本程序结束。
另一方面，在存在目标点阵的情况下(S13/是)，设定部51从构成目标轨迹Ttgt的目标点阵之中选择多个目标点P1～P5，并且求出各个目标点P1～P5在二维空间上的坐标(xi，yi)和曲率c(步骤S15)。如上所述，选择的目标点的数量越多，则越能够更加准确地确定曲率c的拐点Pc。但是，若选择的目标点的数量过多则运算处理所需要的时间变长，因此优选基于这些来设定目标点的数量。另外，各个目标点P1～P5的曲率c可以被包含在目标轨迹Ttgt的数据，也可以基于构成目标轨迹Ttgt的各目标点的二维空间上的坐标而被计算出来。
接着，设定部51从已选择的目标点P1～P5之中，将曲率c最大的目标点设定为拐点Pc(步骤S17)。此时，如上所述，设定部51也可以在曲率c最大的目标点的曲率c超过预先设定的预定值的情况下，将该目标点设定为拐点Pc。由此，能够限定执行使基准点Pt的设定位置的基准不同的处理的几率，并且能够降低控制装置50的负荷。虽然没有图示，但是在不存在该拐点Pc的情况下，设定部51无论通过拐点Pc的前后都按照预先设定的基准来设定基准点Pt，并进入到步骤S25。
若在步骤S17中确定了拐点Pc，则设定部51判断车辆1的当前位置Pa是否比拐点Pc更靠跟前(步骤S19)。在当前位置Pa比拐点Pc更靠跟前的情况下(S19/是)，设定部51将第一基准点Pt1设定在比拐点Pc更靠跟前的位置(步骤S21)。另一方面，在当前位置Pa超过拐点Pc的情况下(S19/否)，设定部51在利用同一行驶条件进行比较的情况下，以使从通过拐点Pc后的当前位置Pa到基准点Pt(第二基准点Pt2)的第二距离D2大于从通过拐点Pc前的当前位置Pa到通过拐点Pc前所设定的到第一基准点Pt1为止的第一距离D1的方式来设定第二基准点Pt2(步骤S23)。
例如，在上述第一例中，在通过拐点Pc前，设定部51在假想为车辆1在当前的车速V的状态下在比运算周期的间隔更长的第一单位时间T1后到达的目标轨迹Ttgt上的位置，将第一基准点Pt1设定在拐点Pc的跟前的位置(步骤S21)。另外，在通过拐点Pc后，设定部51在假想为车辆1在当前的车速V的状态下在比第一单位时间T1更长的第二单位时间T2后到达的目标轨迹Ttgt上的位置设定第二基准点Pt2(步骤S23)。
另外，在上述第二例中，在通过拐点Pc前，设定部51在假想为车辆1在当前的车速V的状态下在比运算周期的间隔更长的单位时间后到达的目标轨迹Ttgt上的位置，将第一基准点Pt1设定在拐点Pc的跟前的位置(步骤S21)。另外，在通过拐点Pc后，设定部51计算出在假想为车辆1在当前的车速V的状态下在同一单位时间后到达的到达预定距离，在与在该到达预定距离上乘以被设定为超过1的值的系数而计算出的到达预定距离相对应的位置设定第二基准点Pt2(步骤S23)。在通过拐点Pc后，可以以假想为在同一单位时间后到达的到达预定距离为基准，从而在步骤S21中计算出假想为在通过拐点Pc前在同一单位时间后到达的到达预定距离，并在该到达预定距离上乘以被设定为小于1的值的系数。或者，可以在步骤S21和步骤S23中分别乘以系数而求出到达预定距离从而分别设定第一基准点Pt1和第二基准点Pt2。在该情况下，在步骤S23中使用的系数被设定为比在步骤S21中使用的系数大的值。或者，在步骤S21和步骤S23中，也可以加减预定距离来代替乘以系数。
另外，在上述第三例中，在通过拐点Pc前，设定部51在从车辆1的当前位置Pa1(或起点Pb1)到位于作为不依赖于车速的常数的第一距离D1为止的目标轨迹Ttgt上且拐点Pc的跟前的位置，设定第一基准点Pt1(步骤S21)。另外，在通过拐点Pc后，设定部51在从车辆1的当前位置Pa2(或起点Pb2)到位于比第一距离D1大且作为不依赖于车速的常数的第二距离D2为止的目标轨迹Ttgt上的位置设定第二基准点Pt2(步骤S23)。
在第一例～第三例中的任一情况下，在步骤S21中，设定部51也可以在车辆1通过拐点Pc前，基于拐点Pc的曲率c来调整第一基准点Pt1的位置。
在步骤S21和步骤S23中，在设定了第一基准点Pt1或第二基准点Pt2后，设定部51计算出将当前的车辆1的行进方向作为切线且通过车辆1的当前位置Pa1和第一基准点Pt1的圆弧At、或者通过车辆1的当前位置Pa2和第二基准点Pt2的圆弧At(步骤S25)。
接着，设定部51以实现计算出的圆弧At的曲率的行驶轨迹的方式设定车轮11L、11R的目标转向角θt(步骤S27)。具体而言，设定部51计算出使车辆1行驶在计算出的圆弧At上的情况下的转向角，并且将该转向角设定为目标转向角θt。例如，设定部52参照根据圆弧At的曲率半径r和车速V而设定的、确定目标转向角θt的转向角映射，并且基于求出的圆弧At的曲率半径r与车辆1的当前的车速V来设定目标转向角θt。因为车速V越大则离心力变得越大，所以在使车辆1行驶于同一圆弧At上的情况下，车速V越大则目标转向角θt被设定为越大的值。
接着，控制部53的转向控制部59以使车轮11L、11R的转向角成为目标转向角θt的方式控制电动转向系统21(步骤S29)。之后，返回步骤S11，重复执行到此为止所说明的各步骤的处理。
＜3.本实施方式的控制装置的效果＞
如上所述，根据本实施方式的控制装置50，设定部51计算出具有沿着车辆1的行进方向的切线且通过车辆1的当前位置Pa以及设定在目标轨迹Ttgt上的基准点Pt的圆弧At。另外，设定部51基于使车辆1行驶在圆弧At上的情况下的转向角来设定目标转向角θt。此时，设定部51确定目标轨迹Ttgt的曲率c的拐点Pc，并且在车辆1通过目标轨迹Ttgt的曲率c的拐点Pc前，在比拐点Pc更靠跟前的位置设定第一基准点Pt1。由此，能够降低超过目标轨迹Ttgt的曲率c的拐点Pc而设定第一基准点Pt1的可能性，并且能够在车辆1通过弯道时，降低行驶轨迹向目标轨迹Ttgt的弯道的内侧的偏离度。
另外，在利用同一行驶条件进行比较的情况下，设定部51以使从车辆1通过拐点Pc后的车辆1的当前位置Pa2到基准点Pt(第二基准点Pt2)为止的第二距离D2大于从车辆1通过拐点Pc前的车辆1的当前位置Pa1到第一基准点Pt1为止的第一距离D1的方式设定第二基准点Pt2。因此，在车辆1通过拐点Pc，并且目标轨迹Ttgt的曲率c变小的状态下，第二基准点Pt2被设定得更远，从而使求出的圆弧At的曲率变小。因此，在基于按每个运算周期设定的目标转向角θt来控制车轮11L、11R的转向角θ的情况下，能够降低转向的振动。
另外，优选设定部51在车辆1通过拐点Pc前，基于拐点Pc的曲率c来调整第一基准点Pt1的位置。由此，在拐点Pc的曲率大的情况下，即，在弯道为陡急的情况下，第一基准点Pt1被设置得更近，能够降低行驶轨迹向目标轨迹Ttgt的弯道的内侧的偏离度。
另外，优选设定部51在假想为在预定的单位时间后到达的目标轨迹Ttgt上的车辆1的位置设定基准点Pt。由此，由于车速V越快则基准点Pt被设定得越远，圆弧At的曲率变得越大，因此能够降低转向的振动。
以上，虽然参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明当然不限于该例。本领域技术人员能够在权利要求书所记载的技术思想的范围内想到各种变更例或修正例，这些也自然属于本发明的技术范围。
例如，在上述实施方式中，虽然设定一个基准点Pt并且求出一个圆弧At来设定目标转向角θt，但是本发明的技术不限于该例。例如，也可以设定两个基准点(基准点A和基准点B)，并且针对各个基准点形成圆弧，基于分别求出的目标转向角来设定目标转向角的指示值。即使在该情况下，针对在通过拐点Pc前和通过拐点Pc后分别设定的基准点A，在利用同一行驶条件进行比较的情况下，也以使通过拐点Pc后的第二距离D2大于通过拐点Pc前的第一距离D1的方式进行设定。同样地，针对在通过拐点Pc前和通过拐点Pc后分别设定的基准点B，在利用同一行驶条件进行比较的情况下，也以使通过拐点Pc后的第二距离D2大于通过拐点Pc前的第一距离D1的方式进行设定。
由此，能够降低超过目标轨迹Ttgt的曲率c的拐点Pc设定基准点A和基准点B的可能性，并且在车辆1通过弯道时，能够降低行驶轨迹向目标轨迹Ttgt的弯道的内侧的偏离度。另外，在车辆1通过拐点Pc，目标轨迹Ttgt的曲率c变小的状态下，基准点A和基准点B被设定得更远，分别求出的圆弧At的曲率变小。因此，在基于按每个运算周期设定的目标转向角θt来控制车轮11L、11R的转向角θ的情况下，能够降低转向的振动。

Claims (5)

1.一种车辆的控制装置，其特征在于，
所述车辆的控制装置具备一个或多个处理器、以及以能够通信的方式与所述一个或多个处理器连接的一个或多个存储器，
所述处理器执行如下处理，
所述处理包括在所述车辆通过目标轨迹的曲率的拐点前，将第一基准点设定在比所述目标轨迹上的所述拐点更靠跟前的位置，并且基于以通过所述车辆的当前位置与所述第一基准点的方式设定的圆弧的曲率来设定目标转向角，
在所述车辆通过所述目标轨迹的曲率的拐点后，在车速、加减速度或转向角中的至少一者利用同一行驶条件进行比较的情况下，以使作为从所述车辆的当前位置到设定在所述目标轨迹上的第二基准点为止的距离的第二距离大于作为从所述车辆通过所述拐点前的所述车辆的当前位置到所述第一基准点为止的距离的第一距离的方式设定所述第二基准点，并且基于以通过所述车辆的当前位置与所述第二基准点的方式设定的圆弧的曲率来设定目标转向角，
基于所述目标转向角来控制转向角。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述处理器在假想为在预定的单位时间后到达的所述目标轨迹上的所述车辆的位置设定所述第一基准点和所述第二基准点，并且
使所述车辆通过所述拐点后所使用的第二单位时间的值大于通过所述拐点前所使用的第一单位时间的值。
3.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述处理器在所述车辆通过所述拐点前或通过所述拐点后中的至少一者，使用在利用所述同一行驶条件进行比较的情况下以使所述第二距离大于所述第一距离的方式设定的系数，设定所述第一基准点或所述第二基准点。
4.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述处理器在所述车辆通过所述拐点前或通过所述拐点后中的至少一者，加减在利用所述同一行驶条件进行比较的情况下以使所述第二距离大于所述第一距离的方式设定的预定距离，设定所述第一基准点或所述第二基准点。
5.根据权利要求2或3所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述处理器基于假想为在预定的单位时间后到达的所述目标轨迹上的所述车辆的位置来设定所述第一基准点或所述第二基准点。
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